一种从羊毛中提取角蛋白的方法技术

本发明专利技术提供了一种从羊毛中提取角蛋白的方法，属于成分分离提取技术领域。本发明专利技术使用4

【技术实现步骤摘要】
一种从羊毛中提取角蛋白的方法


[0001]本专利技术涉及成分分离提取
，特别涉及一种从羊毛中提取角蛋白的方法。

技术介绍

[0002]角蛋白是一种天然高分子材料，兼备出色的生物相容性和生物可降解性，在染整助剂、食品包装、生物医用、纺织服装、吸附过滤等领域具有巨大应用前景。全球羊毛每年生产超过250万吨，在加工和使用过程中会产生大量废旧羊毛，这些废旧羊毛通常通过焚烧、填埋或者制作成低价值的纺织品，造成严重的环境污染和资源浪费。羊毛主要成分是角蛋白，如果能够高效地溶解和提取羊毛中的角蛋白，则可以实现废旧羊毛低附加值到高附加值的转变。
[0003]角蛋白的一级结构是由19种氨基酸构成多肽链，通过肽键链接。α
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螺旋和β
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折叠链是角蛋白的两种二级结构，α
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螺旋结构伸缩性好，β
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折叠抗张性能高。由于角蛋白的特殊结构，大量二硫键、分子间作用力、氢键等，使得其难溶于弱碱、弱酸和大部分的有机溶剂，难以直接提取。角蛋白的提取需要选择性地打开其二硫键，保留肽键，最大限度保留角蛋白结构的完整性，这样才可以得到性能优异的角蛋白。
[0004]目前溶解和提取角蛋白的主要方法有酸碱法、酶解法、离子液体法等。其中酸碱法的溶解时间短、提取率较高，但是强酸强碱溶解角蛋白反应过程剧烈，使羊毛中的二硫键和肽键均被破坏，所得角蛋白的分子量仅为6.8～18kDa。酶解法提取角蛋白反应条件温和，但得到的角蛋白分子量较低，结晶性和热稳定相对较差。离子液体被认为是“绿色”溶剂，在生物高分子转化中受到了很多关注，但是离子液体溶解生物高分子主要是通过破坏分子间氢键实现的，而角蛋白中存在大量二硫键交联，很难通过离子液体法得到线型的角蛋白大分子，利用离子液体法提取的角蛋白与初始羊毛角蛋白的二级结构相差较大。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种从羊毛中提取角蛋白的方法，本专利技术提供的提取方法能够保留羊毛的原始角蛋白的二级结构，所得角蛋白的分子量高。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种从羊毛中提取角蛋白的方法，包括以下步骤：
[0008]对羊毛进行脱脂和粉碎，得到脱脂羊毛粉末；
[0009]将所述脱脂羊毛粉末与4
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甲基吗啉
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N
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氧化物水溶液混合，在真空条件下，进行加热溶胀，得到羊毛粉末溶胀液，所述加热溶胀的温度为50～70℃；
[0010]在保护气氛下，对所述羊毛粉末溶胀液进行加热溶解，得到羊毛溶液；所述加热溶解的温度为80～100℃；
[0011]在水中对所述羊毛溶液进行透析，得到非水溶性角蛋白固体和水溶性混合物；
[0012]使用酸性试剂调节所述水溶性混合物的pH值至等电点，析出水溶性角蛋白固体。
[0013]优选的，所述羊毛为废旧羊毛。
[0014]优选的，所述4
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氧化物水溶液的浓度为50wt％；
[0015]所述羊毛粉末与4
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甲基吗啉
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氧化物水溶液的质量比为1～8:100。
[0016]优选的，所述加热溶胀的真空度为50～200Pa，时间为1～2h。
[0017]优选的，所述加热溶胀在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率为130～150rpm。
[0018]优选的，所述加热溶解的时间为3～5h。
[0019]优选的，所述加热溶解在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率为170～210rpm。
[0020]优选的，所述透析的截留分子量为3000～5000Da，所述透析的时间为2～3天。
[0021]优选的，所述等电点的pH值为4.2～4.6。
[0022]优选的，所述脱脂包括以下步骤：
[0023]将羊毛与有机溶剂混合，进行索氏提取；
[0024]所述有机溶剂为乙醇、丙酮和正己烷中的一种或几种。
[0025]本专利技术提供了一种从羊毛中提取角蛋白的方法，包括以下步骤：对羊毛进行脱脂和粉碎，得到脱脂羊毛粉末；将所述脱脂羊毛粉末与4
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氧化物水溶液混合，在真空条件下，进行加热溶胀，得到羊毛粉末溶胀液，所述加热溶胀的温度为50～70℃；在保护气氛下，对所述羊毛粉末溶胀液进行加热溶解，所述加热溶解的温度为80～100℃；在水中对所述羊毛溶液进行透析，得到非水溶性角蛋白固体和水溶性混合物；使用酸性试剂调节所述水溶性混合物的pH值至等电点，析出水溶性角蛋白固体。本专利技术使用4
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甲基吗啉
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氧化物水溶液(NMMO)作为羊毛角蛋白的提取溶剂，绿色环保；本专利技术先在50～70℃的温度条件下进行加热溶胀，在此温度条件下，羊毛的鳞片结构受到破坏，有利于后续的溶解完全；本专利技术在真空的条件下进行所述加热溶胀，在加热溶胀的过程中，4
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氧化物水溶液受到蒸馏浓缩，进一步提高后续溶解的溶解度。本专利技术在80～100℃下进行溶解，溶解度高，能实现羊毛的全部溶解，选择性地打开其二硫键，保留肽键，保护羊毛角蛋白的二级结构。本专利技术采用水中透析的方式，能够实现羊毛中非水溶性角蛋白和水溶性角蛋白的分别提取，从而提高角蛋白的提取率。实施例结果表明，本专利技术提供的提取方法非水溶性角蛋白的提取率为20～30％，水溶性角蛋白的提取率为30～40％，提取的非水溶性角蛋白和水溶性角蛋白具有与原羊毛接近的二级结构，且分子量为25～100kDa。
附图说明
[0026]图1为从羊毛中提取角蛋白的方法的操作示意图；
[0027]图2为0h、1h、3h、4h羊毛的溶解图片。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种从羊毛中提取角蛋白的方法，包括以下步骤：
[0029]对羊毛进行脱脂和粉碎，得到脱脂羊毛粉末；
[0030]将所述脱脂羊毛粉末与4
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氧化物水溶液混合，在真空条件下，进行加热溶胀，得到羊毛粉末溶胀液，所述加热溶胀的温度为50～70℃；
[0031]在保护气氛下，对所述羊毛粉末溶胀液进行加热溶解，得到羊毛溶液；所述加热溶解的温度为80～100℃；
[0032]在水中对所述羊毛溶液进行透析，得到非水溶性角蛋白固体和水溶性混合物；
[0033]使用酸性试剂调节所述水溶性混合物的pH值至等电点，析出水溶性角蛋白固体。
[0034]本专利技术对羊毛进行脱脂和粉碎，得到脱脂羊毛粉末。本专利技术对所述羊毛的来源没有特殊的要求，新羊毛或者废旧羊毛均能用本专利技术提供的方法进行角蛋白的提取。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从羊毛中提取角蛋白的方法，包括以下步骤：对羊毛进行脱脂和粉碎，得到脱脂羊毛粉末；将所述脱脂羊毛粉末与4
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甲基吗啉
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氧化物水溶液混合，在真空条件下，进行加热溶胀，得到羊毛粉末溶胀液，所述加热溶胀的温度为50～70℃；在保护气氛下，对所述羊毛粉末溶胀液进行加热溶解，得到羊毛溶液；所述加热溶解的温度为80～100℃；在水中对所述羊毛溶液进行透析，得到非水溶性角蛋白固体和水溶性混合物；使用酸性试剂调节所述水溶性混合物的pH值至等电点，析出水溶性角蛋白固体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羊毛为废旧羊毛。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述4
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氧化物水溶液的浓度为50wt％；所述羊毛粉末与4
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甲基吗啉

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉乐，马博谋，陈昊，王学利，俞建勇，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：